不同生物质炭对污灌区土壤铜形态及玉米吸收转运富集的影响

【目的】研究菌糠生物质炭对污灌区土壤重金属铜形态及玉米吸收转运富集的影响,横向比较3种菌糠生物质炭和玉米秸秆生物质炭及水稻稻壳生物质炭对其效果的优劣。【方法】通过盆栽试验,对施用5种生物质炭的山西某污灌区土壤中重金属铜形态及玉米各部位重金属铜含量和玉米各部位对重金属铜元素转运及富集系数进行分析。【结果】5种不同生物质质炭处理土壤中可交换态铜含量均低于空白对照,其中灵芝菌糠生物质炭处理土壤中可交换态铜含量最低,为1.005 mg/kg,比空白对照降低31.4%;土壤中碳酸盐结合态铜含量比空白对照均为减少,猴头菇菌糠生物质炭处理土壤中碳酸盐结合态铜含量减少量最多,数值降到5.91 mg/kg,比空白对照降低40.65%;除了猴头菇菌糠生物质炭处理土壤中铁锰氧化物结合态铜含量比空白对照升高2.25%之外,其余4种处理土壤中铁锰氧化物结合态铜含量均有所下降;有机结合态铜含量变化不一致,残渣态铜含量比空白对照均有所上升,上升最多的是猴头菇菌糠生物质炭处理的土壤,含量为104.55 mg/kg,比空白对照增加15.76%;各处理之间玉米对铜元素的转运系数均小于1,不同处理玉米对铜的富集系数变化均不统一。【结论】5种不同生物质炭均可以增加土壤中非活性态重金属铜含量,并降低活性态铜含量,为有效利用生物质炭、降低重金属污染土壤中铜的有效性提供一定的科学依据。

菌糠与生物炭配施对玉米生理特性及Cu累积的影响

[目的]为了利用菌糠与生物炭修复石灰性土壤与植物中Cu污染并确定最佳配施比例以达到修复效果。[方法]通过盆栽试验,研究了生物炭(100g)与菌糠(单施与配施)对石灰性Cu污染土壤中玉米生理特性及Cu累积的影响。[结果]在幼苗期,生物炭与300g菌糠配施处理对提高玉米植株高度效果最好,较对照组提高26.7%。生物炭与300g菌糠配施处理时玉米中叶绿素含量最高,较对照提高71.16%。单独施用300g菌糠处理时,植物体内丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量最低,较对照降低57%;过氧化氢酶活性(Catalase,CAT)最高,较对照高出63%。在成熟期,生物炭与300g菌糠配施处理对提高玉米株高效果最好,比对照高出30.14%。生物炭与300g菌糠配施处理时MDA含量最低,较对照组降低62%;单独施用300g菌糠处理时,玉米体内CAT含量最高,高出对照164%;植物的根部是整株植物中Cu含量最高的部位,由高到低依次为根>叶>果实>茎。生物炭与300g菌糠配施处理的富集系数、转移系数均最低,分别较对照降低33.9%、32.7%。[结论]施用生物炭及与菌糠不同处理均能提高玉米叶绿素含量,提高玉米CAT酶活性,降低逆境或衰老条件下玉米细胞膜所受损伤,并且可以减少玉米各部位Cu含量,缓解玉米所受的Cu胁迫,促进玉米植株的生长。

不同菌糠处理对污灌区土壤铜形态及玉米吸收铜的影响

【目的】利用菌糠修复重金属污染土壤并通过试验得出最佳修复比例。【方法】采用盆栽试验,研究了平菇、灵芝、猴头菇菌糠经过晾晒、腐熟和制成生物炭施入污灌区土壤后对玉米不同生育期土壤铜形态和玉米中重金属铜量的影响。【结果】不同生育期,不同菌糠处理下土壤的铜形态基本都集中在铁锰氧化态,有机结合态和残渣态中。整个生育期,可交换态、碳酸盐结合态、有机结合态、残渣态铜量均高于对照(CK),铁锰氧化态铜量低于CK。随着植物的生长,土壤中重金属铜交换态减少,碳酸盐结合态、有机结合态及残渣态增多。植物的重金属铜均大量存在于根部,施入不同种类菌糠后,玉米根部及果实部的重金属铜量与CK相比均降低,灵芝菌糠晾晒处理果实部重金属铜量最低,降幅为20.44%,猴头菇菌糠生物炭处理根部重金属铜量最低,降幅为35.4%,茎部及叶部重金属铜量均上升。【结论】菌糠的施入使土壤重金属铜都向残渣态和有机结合态固定,减少了玉米对其的吸收。

菌糠对污灌区不同作物种植土壤重金属铜和铬形态的影响

为了给菌糠改善土壤重金属污染提供理论参考,探究菌糠对污灌区种植不同作物的土壤中重金属铜和铬形态的影响,针对污灌区土壤,采用田间试验,对玉米、高粱、糯玉米3种作物基施菌糠后,在作物成熟期采集土壤样品,研究了重金属铜、铬总量及不同形态的分布变化。结果表明:菌糠的施用增加了污灌区土壤中铜、铬总量的降低幅度,与不施菌糠相比,3种作物种植后土壤中的铜、铬总量都呈现减少趋势。在不施用菌糠土壤中,Cu含量减少率在3.17%~16.20%,Cr含量减少率在5.00%~15.40%;在施用菌糠的土壤中,Cu含量减少率在6.17%~18.60%,Cr含量减少率在8.94%~20.60%;菌糠的施用提升了碳酸盐结合态、有机结合态、残渣态铜和铬的减少率,除可交换态铜含量呈增加趋势外,其余各形态铜和铬均呈减少趋势。3种土壤中,种植玉米的土壤中铜、铬各个形态的含量减少率显著高于种植其他两种作物的土壤,这与土壤中铜、铬全量的减少率规律一致。除种植玉米的土壤中铁锰氧化物结合态铜的含量外,种植其他两种作物的土壤施加菌糠后,铜、铬各个形态含量的减少率均高于不施用菌糠土壤,说明施用菌糠可以促进重金属铜和铬碳酸盐结合态、有机结合态、残渣态的减少,降低土壤中的重金属含量。

菌糠木醋液对铜铬污染土壤玉米生理生化指标及重金属富集转运的影响

为了给菌糠木醋液在农业及土壤重金属污染修复方面的合理使用提供理论依据,探讨灌施不同用量、不同种类菌糠木醋液对污灌区铜(Cu)、铬(Cr)污染土壤中玉米的生长及玉米对重金属Cu、Cr富集、转运的影响,采用盆栽试验(10 kg土),以平菇、猴头菇、灵芝菌糠木醋液为试验材料,施用1、2、4 mL 3个梯度的菌糠木醋液,测定苗期及成熟期玉米的生理生化指标及成熟期玉米植株不同部位Cu含量、Cr含量、富集系数、转运系数。结果表明,添加菌糠木醋液处理玉米苗期和成熟期的株高、根长与对照相比均有不同程度的增加。添加菌糠木醋液处理均可提升玉米叶绿素含量,玉米成熟期,2 mL猴头菇菌糠木醋液提升效果较为明显,达55.2%。添加菌糠木醋液处理均可提高玉米过氧化氢酶活性,1 mL平菇菌糠木醋液在苗期和成熟期的提高效果均为最好,分别提高105.9%和83.8%。玉米成熟期,4 mL猴头菇菌糠木醋液降低丙二醛含量效果最为明显,降幅为55.7%,且不同菌糠木醋液均为4 mL用量降低丙二醛含量效果最佳。添加菌糠木醋液处理均可不同程度增加玉米根中Cu、Cr富集量,降低玉米雄花序中Cu富集量和玉米茎中Cr富集量,且3种木醋液均以4 mL用量对玉米根中Cr富集量促进作用最明显,与对照相比增加57.2%～122.8%。添加菌糠木醋液处理均会提高玉米根部Cu富集系数,1 mL猴头菇菌糠木醋液提高效果最明显。添加菌糠木醋液处理均会提高玉米根部Cr富集系数,4 mL灵芝菌糠木醋液提高效果最明显。添加菌糠木醋液处理均可降低玉米叶部、雄花序的Cu、Cr转运系数,并且能降低玉米茎部、果穗Cr转运系数,使Cr主要集中在玉米根部。

炭基有机肥配施菌糠木醋液对污灌区土壤铬形态及玉米吸收的影响

为了给炭基有机肥与菌糠木醋液的有效使用及重金属污染土壤修复等提供参考,探讨炭基有机肥与菌糠木醋液配施在玉米不同生育时期对污灌区土壤中铬(Cr)形态和玉米吸收Cr的影响,采用盆栽试验(10 kg土),研究了不同用量炭基有机肥(100、200、300 g)及其配施菌糠木醋液(1 m L)在玉米不同生育期对土壤各个形态Cr的含量、玉米各部位Cr的含量及玉米对Cr的富集与转移能力的影响。结果表明:不同用量炭基有机肥与菌糠木醋液配施后,在玉米的抽穗期与成熟期,土壤pH值与CK相比显著升高;在成熟期,与CK相比,土壤可交换态、碳酸盐结合态与有机结合态Cr含量分别平均降低了46. 75%、38. 89%与17. 68%,铁锰氧化态与残渣态Cr含量分别平均增加了21. 99%与33. 38%,且配施菌糠木醋液后炭基有机肥对于降低土壤中碳酸盐结合态Cr含量的效果更好;与CK相比,玉米各部位对Cr的富集系数均有不同程度的降低,而茎与叶部对Cr的转移系数均有不同程度的增加,不同用量炭基有机肥及其配施菌糠木醋液处理均能促进玉米生长,减少玉米各部位对Cr的吸收。炭基有机肥配施菌糠木醋液可以作为土壤改良剂应用在农田土壤Cr污染修复方面。

炭基有机肥配施菌糠木醋液对污灌区土壤Cu形态及玉米吸收的影响

使用AAS法和ICP-AES法,测定玉米不同生育期土壤中各形态和玉米中各部位铜含量,探究炭基有机肥与木醋液对污灌区土壤中铜形态的转化及玉米对铜吸收、富集、转移的影响。结果表明,不同用量炭基有机肥配施菌糠木醋液后提高了土壤中pH值,铜各种形态的含量和比例发生了变化,促进了可交换态、铁锰氧化态和有机结合态向碳酸盐结合态和残渣态的转化,与对照相比,100 g炭基有机肥(CF)和100 g CF+木醋液处理的可交换态铜含量分别显著下降了18.78%,25.11%,残渣态含量分别显著增加了46.04%,47.97%。随着炭基有机肥施用量的增加,玉米地上部(茎、叶、穗)铜的含量下降,地下部上升;配施菌糠木醋液后降低了各部位铜的含量。各处理对各部位富集系数与对各部位铜含量影响一致,300 g CF和300 g CF+木醋液处理的转移系数分别降低了26.79%,35.17%,很好地抑制了Cu从根部向地上部的转移。施用适量炭基有机肥可以有效降低土壤中可交换态铜的含量及铜的生物有效性,配施木醋液后效果更好,因此,炭基有机肥配施菌糠木醋液可作为铜污染土壤的优质改良剂。